[發(fā)明專利]一種批量轉(zhuǎn)移石墨烯至載網(wǎng)銅襯底的裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010727856.4
• 申請(qǐng)日: 2020-07-27
• 公開（公告）號(hào): CN111847437B
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔡金明;陳其贊;郝振亮;梁潔園;蕭文秋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東墨睿科技有限公司
• 主分類號(hào): C01B32/194
• 分類號(hào): C01B32/194
• 代理公司: 東莞科強(qiáng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44450
• 代理人: 李林學(xué)

本發(fā)明涉及石墨烯技術(shù)領(lǐng)域，一種批量轉(zhuǎn)移石墨烯至載網(wǎng)銅襯底的裝置，包括由聚四氟乙烯制作的負(fù)載盤及負(fù)載盤底座；所述負(fù)載盤具有矩陣排列（線性矩陣或圓周矩陣）或無規(guī)則排布的載網(wǎng)銅襯底負(fù)載孔，所述負(fù)載孔的下部設(shè)置有與該負(fù)載孔同軸、直徑小于負(fù)載孔、貫通負(fù)載盤的導(dǎo)出孔；所述負(fù)載盤底座設(shè)置有與導(dǎo)出孔等量、同軸且相互匹配的支撐柱。一種批量轉(zhuǎn)移石墨烯至載網(wǎng)銅襯底的方法，包括以下步驟，在生長有石墨烯的銅箔表面旋涂PMMA溶液、固化、預(yù)刻蝕、刻蝕、漂洗、去膜；應(yīng)用本發(fā)明的裝置和方法，可以批量轉(zhuǎn)移石墨烯至載網(wǎng)銅襯底，操作簡便，可根據(jù)實(shí)際需求對(duì)轉(zhuǎn)移工藝和裝置進(jìn)行修改設(shè)計(jì)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石墨烯技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種批量轉(zhuǎn)移石墨烯至載網(wǎng)銅襯底的裝置及方法。

背景技術(shù)

由碳原子以SP²雜化形成正六角形的石墨烯二維材料，是一種零帶隙結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體材料，具有高導(dǎo)電性（理論電子遷移速率~200000cm²/v.s）、高導(dǎo)熱性（理論熱導(dǎo)率~5000W/m.K）、低吸光率（~2.3%）、高比表面積（~2630m²/g）等優(yōu)異性能，在集成電路、功能材料、顯示器件、傳感器等領(lǐng)域存在巨大的應(yīng)用前景和商業(yè)價(jià)值。

目前，石墨烯制備的方法有：物理剝離法、外延生長法、氧化石墨烯還原法、金屬催化外延生長法、化學(xué)氣相沉積法等多種制備方法；化學(xué)氣相沉積法被認(rèn)為是最有前途的制備單層石墨烯的方法，其原理是在高溫氛圍下，碳?xì)浠衔铮淄椤⒁蚁┰谶^渡金屬（Cu、Ni）表面熱催化反應(yīng)生成單層或少層石墨烯，目前在銅箔上制備石墨烯的工藝較為成熟；銅箔上制備的石墨烯可通過溶液刻蝕過程除去金屬銅襯底，實(shí)現(xiàn)金屬生長襯底與石墨烯的分離，這有利于后續(xù)對(duì)石墨烯在不同襯底上的轉(zhuǎn)移、加工和應(yīng)用。

石墨烯轉(zhuǎn)移技術(shù)是一種將石墨烯從生長襯底轉(zhuǎn)移至目的負(fù)載襯底的一種物理轉(zhuǎn)移技術(shù)；批量或巨量石墨烯轉(zhuǎn)移技術(shù)的成熟與否決定了后續(xù)石墨烯在各個(gè)領(lǐng)域的規(guī)模化應(yīng)用能否成功，所以批量石墨烯轉(zhuǎn)移技術(shù)至關(guān)重要；目前，石墨烯轉(zhuǎn)移技術(shù)領(lǐng)域仍缺乏成熟的批量轉(zhuǎn)移石墨烯的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)上述市場需求而提供一種批量轉(zhuǎn)移石墨烯至載網(wǎng)銅襯底的裝置及方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣的：

一種批量轉(zhuǎn)移石墨烯至載網(wǎng)銅襯底的裝置，包括負(fù)載盤及負(fù)載盤底座；所述負(fù)載盤具有矩陣排列（線性矩陣或圓周矩陣）或無規(guī)則排布的載網(wǎng)銅襯底負(fù)載孔，所述負(fù)載孔的下部設(shè)置有與該負(fù)載孔同軸、直徑小于負(fù)載孔、貫通負(fù)載盤的導(dǎo)出孔；所述負(fù)載盤底座設(shè)置有與導(dǎo)出孔等量、同軸且相互匹配的支撐柱。

作為優(yōu)選，所述負(fù)載盤與所述負(fù)載盤底座貼合時(shí)，支撐柱穿過導(dǎo)出孔和負(fù)載孔，支撐柱的頂面高出負(fù)載盤的負(fù)載面0.2-0.5mm，用于推出負(fù)載孔內(nèi)的載網(wǎng)銅襯底。

作為優(yōu)選，所述負(fù)載孔為圓形，負(fù)載孔直徑為(D+0.1)-（3/2D），其中D為載網(wǎng)銅襯底的直徑，當(dāng)圓形載網(wǎng)銅襯底直徑D=3mm，則負(fù)載孔直徑為3.1-4.5mm。

作為優(yōu)選，所述負(fù)載孔深度為0.5-5mm。

作為優(yōu)選，所述導(dǎo)出孔為圓形，導(dǎo)出孔直徑為（D-0.2）-（1/2D），其中D為載網(wǎng)銅襯底的直徑，當(dāng)載網(wǎng)銅襯底的直徑D=3mm，則導(dǎo)出孔直徑為2.8-1.5mm。

作為優(yōu)選，負(fù)載盤上設(shè)置有若干支架孔，支架孔貫穿負(fù)載盤，所述支架孔直徑不小于3mm，支架孔距離負(fù)載盤邊緣不小于2mm。

作為優(yōu)選，所述負(fù)載盤的兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置有兩個(gè)支撐腳，支撐腳位于負(fù)載盤背面，呈半圓形狀，每一支撐腳的底面積不小于0.5cm 2。

作為優(yōu)選，所述負(fù)載盤底座設(shè)置有與負(fù)載盤支撐腳相互匹配的卡位。

作為優(yōu)選，所述負(fù)載盤和所述負(fù)載盤底座均采用耐酸堿材料（聚四氟乙烯或石英玻璃）制作。